Стенд для исследования процесса разрушениямерзлых пород

1) 42 Г 772 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОР КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцмалмстмцеских Республик(61) Зависимое от авт. свидетельства - (22) Заявлено 09.10.72 (21) 1837515/2251) .1.Кл, Е 21 с 37/18Е 02( 5/30Е 21 с 23 00 пнем заявки Л с прпсое сударствеииыи камитетавета Министрсв СССРпа делам изобретенийи аткрытий иоритст 53) УД 622.243.94.77(088.8) бликовапо 30,03.74. Бюллетень М 12 та опубликования описания 16.12./ Авторыизобретепи Б. Некрасов и П. А. Туулас71) Заявитель кий горный институт им. Г. В. Плеханова ин(54) СТ ССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕ МЕРЗЛЫХ ПОРОД азмещен и я анпй, явИзвестен стенд для исследования процесса разрушения мерзлых пород, в котором предусмотрены емкость для размещения породы, холодильник для ее замораживания и породоразрушающий рабочий орган, воздействующпи на замороженную породу.Однако известный стенд по своим конструктивным особенностям имеет ограни ювную область применения и, в частности, не может использоваться для исследования процесса разрушения мерзлых пород высокочастотным электромагнитным полем.Цель изобретения - применение стенда для исследования процесса расширения скважин в мерзлых породах высокочастотным электромагнитным полем.Это достигается тем, что в предлагаемом стенде емкость для размещения породы представляет собой обращенный большим основанием к рабочему органу усеченный конус, на внутренней стенке которого по длине образующей установлены на равном расстоянии друг от друга датчики, регистрирующие уровень электромагнитных колебаний в породе, а хс( лодильник для замораживания породы выполнен в виде съемного трубчатого элемента с двойными стенками, между которыми подается хладагент, расположенного по оси емкости так, что при извлечении его из емкости после замораживания породы в ней образуется скважина, неооходимая для ристочника электромагнитных колебляющегося рабочим органом.На чертеже показан предлагаемый стенд сразрезом по А - А.На раме 1 стенда установлена емкость 2для размещения породы, выполненная пз листового металла в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к рабочему 1 о органу 3. По образующей конуса на равныхрасстояниях один от другого с его внутреннеи стороны размещены датчики 4, позволяющие в процессе испытаний определить уровень электромагнитных колебаний в породе, т. е.15 глубину проникновения электромагнитногополя в породу и степень его затухания в зависимости от глубины проникновения в дороду. Форма емкости 2 обеспечивает минимальное давление породы на ее стенку, а материал 2 О стенки емкости выбран таким. чтобы полностью экранировать радиопомехи, возникающие при работе рабочего органа 3.Замораживание породы производится спомощью размещенпого по оси емкости 2 холодильника 5, который выполнен из двух концентрично расположенных труб, в пространство между которыми по трубке о подают хладагент, например жидкий азот, обеспечивающий замораживание поооды. ПредохраниЗО тельный клапан 7 служит для отвода испа3ряющегося хладагецта в атмосферу. Центрируется холодильник по оси емкости с помощью выступа на теплоизолирующем основании 8, прикрепленном к съемной крышке 9 в днище емкости 2, и направляющей втулки 10, расположенной в верхней части рамы 1. Для подьема холодильника 5 из емкости 2 служит лебедка 11, установленная на раме 1.Перед подъемом холодильника 5 в полость между его трубами подают нагретую воду по трубке 6 для уменьшения сил сцепления стенки холодильника с замороженной породой и уменьшения усилия, необходимоо для его подъема, При извлечении холодили. ника из замороженной породы в ней образуется скважина, необходимая для размещения источника электромагнитных колебаний рабочего органа 3.Для предотвращения теплообмена заморокеццой породы с атмосферой в процессе эксперимента емкость 2 снаружи покрыта тепло- изоляцией 12. Загрузка емкости 2 породой осуществляется элеватором 13, к основанию которого порода подается по течке 14. Необходимый минеральный сосгав породы и заданную влажность обеспечивают до ее загрузки в емкость 2, Температуру породы измеряют с помощью датчиков 15, установленных по всему объему породы на различных расстояниях как от днища емкости 2, так и от ее оси, н- пример, по траекториям двух спиралеи: ц 11- сходящей и восходящей. Измерительные приборы, предназначенные для регистрации темпепзтуры породы и параметров электромагнитного поля, установлены на пульте 16 и проводниками 17 соединены с датчиками 4 и 15. Измерение механических нагрузок ца рабочем органе 3 производят с помощью торсионного дицамометра и манометра (ца чертеже не показаны), соединенных с гидросистемой подачи рабочего органа 3. Стенд работает следующим образом.Для загрузки емкости 2 породой включают элеватор 13. По мере заполнения емкости 2 укладывают датчики 15 и соединяют нх проводниками 17 с пультом 16, После заполнения емкости 2 породой выключают элеватор 13 и по трубке 6 подают хладагент в холодильник 5, По достижении необходимой температуры в массиве породы в холодильник 5 подают теплоноситель, при этом порода снаружи у стенки холодильника начинает оттаивать. Не допуская глубокого оттаивания породы, снимают трубку 6, включают лебедку 1 и поднимают холодильник до полного выхода его из массива породы, при этом в породе по оси емкости 2 формируется скважина. ЗатемСтенд для исследования процесса разрушения мерзлых пород, содержащий емкость для размещения породы, холодильник для ее замораживания и породоразрушающий рабочий орган, воздействующий на замороженную породу, отличающийся тем, что, с целью применения стенда для исследования процесса расширения скважин в мерзлых породах высоко. частотным электромагнитным полем, емкость для размещения породы представляет собой обращенный большим основанием к рабочему органу усеченный конус, на внутренней стенке которого по длине образующей уста ювлены на равном расстоянии друг от друга датчики, регистрирующие уровень электромагни"- ных колебаний в породе, а холодильник для замораживания породы выполнен в вила сьемного трубчатого элемента с двойными стенками, между которыми подается хлад- агент, расположенного по оси емкости так, что при извлечении его из емкости после замораживания породы в ней образуется скважина, необходимая для размеш ения источника электромагнитных колебаний, являющегося рабочим органом,35 40 45 50 5 О 15 20 25 30 снима 1 от крышку 9 вместе с теплоизолирующим основанием 8 и отводят в сторону трубку 6.После выполнения указанных операций стенд готов к испытаниям рабочего органа 3, который включают и подают в скважину. Одновременно включают приборы на пульте 16. По мере продвижения рабочего органа 3 цо скважине регистрируют показания приборов на пульте. Отделенная от массива порода огводится по течке 14 к основанию элеватора 13.При необходимости повторения экспери. мента с породой того же минералогического состава опускают рабочий орган 3 и холодильник 5 в исходное положение, прикрепляют крышку 9 к днищу емкости 2 так, что выступ на теплоизолирующем основании 8 входит в отверстие холодильника, далее присоединяют трубку 6 к холодильнику 5 и удаляют из него теплоноситель. Затем включают элеватор 13 и заполняют породой полость, образованную в массиве породы в результате воздействия рабочего органа 3. Все последующие операции выполняют в том же порядке,При переходе к экспериментам с породой иного минералогического состава весь объем породы размораживают и удаляют через окно в днище емкости 2, для чего снимают крышку 9,. Предмет изобретен и я421772 Составитель М. РогачТехред Е, Борисова Корректор В. Брыксин едактор Ю. Агапова Заказ44 Подписноов СССР МОТ, Загорский цех Изд.1454Государственного комитета по делам изобретении и Москва, Ж.35, Раушская Тираж 565Совета Микисткрытий,аб., д. 4/5